当前位置：文档库 › 有限元大作业matlab___课程设计例子

有限元大作业matlab___课程设计例子

有限元大作业程序设计

学校：天津大学

院系：建筑工程与力学学院

专业：01级工程力学

姓名：刘秀

学号：\\\\\\\\\\\

指导老师：

连续体平面问题的有限元程序分析

[题目]：

如图所示的正方形薄板四周受均匀载荷的作用，该结构在边界

上受正向分布压力，

m kN

p 1=，同时在沿对角线y 轴上受一对集中压

力，载荷为2KN ，若取板厚1=t ，泊松比0=v 。

[分析过程]：

由于连续平板的对称性，只需要取其在第一象限的四分之一部分参加分析，然后人为作出一些辅助线将平板“分割”成若干部分，再为每个部分选择分析单元。采用将此模型化分为4个全等的直角三角型单元。利用其对称性，四分之一部分的边界约束，载荷可等效如图所示。

[程序原理及实现]：

用FORTRAN程序的实现。由节点信息文件NODE.IN和单元信息文件ELEMENT.IN，经过计算分析后输出一个一般性的文件DATA.OUT。模型基本信息由文件为BASIC.IN生成。

该程序的特点如下：

问题类型：可用于计算弹性力学平面问题和平面应变问题

单元类型：采用常应变三角形单元

位移模式：用用线性位移模式

载荷类型：节点载荷，非节点载荷应先换算为等效节点载荷

材料性质：弹性体由单一的均匀材料组成

约束方式：为“0”位移固定约束，为保证无刚体位移，弹性体至少应有对三个自由度的独立约束

方程求解：针对半带宽刚度方程的Gauss消元法

输入文件：由手工生成节点信息文件NODE.IN，和单元信息文件ELEMENT.IN

结果文件：输出一般的结果文件DATA.OUT

程序的原理如框图：

（1）主要变量：

ID：问题类型码，ID＝1时为平面应力问题，ID=2时为平面应变问题N_NODE：节点个数

N_LOAD：节点载荷个数

N_DOF：自由度，N_DOF=N_NODE*2（平面问题）

N_ELE：单元个数

N_BAND：矩阵半带宽

N_BC：有约束的节点个数

PE：弹性模量

PR：泊松比

PT：厚度

LJK_ELE(I,3)：单元节点编号数组，LJK_ELE(I,1)，LJK_ELE(I,2)，LJK_ELE(I,3)分别放单元I的三个节点的整体编号

X(N_NODE), Y(N_NODE)：节点坐标数组，X(I),Y(I)分别存放节点I的x，y 坐标值

P_LJK(N_BC,3)：节点载荷数组，P_LJK(I,1)表示第I个作用有节点载荷的节点的编号，P_LJK(I,2)，P_LJK(I,3)分别为该节点沿x,y方向的节点载荷数值

AK(N_DOF,N_BAND)：整体刚度矩阵

AKE(6,6)：单元刚度矩阵

BB(3,6)：位移……应变转换矩阵（三节点单元的几何矩阵）DD(3,3)：弹性矩阵

SS(3,6)；应力矩阵

RESULT_N(N_NOF)：节点载荷数组，存放节点载荷向量，解方程后该矩阵存放节点位移

DISP_E(6):：单元的节点位移向量

STS_ELE(N_ELE,3)：单元的应力分量

STS_ND(N_NODE,3)：节点的应力分量

（2）子程序说明：

READ_IN：读入数据 BAND_K：形成半带宽的整体刚度矩阵

FORM_KE：计算单元刚度矩阵FORM_P：计算节点载荷

CAL_AREA：计算单元面积DO_BC：处理边界条件

CLA_DD：计算单元弹性矩阵 SOLVE：计算节点位移

CLA_BB：计算单元位移……应变关系矩阵

CAL_STS：计算单元和节点应力

（3）文件管理：

源程序文件：

chengxu.for

程序需读入的数据文件：

BASIC.IN，NODE.IN，ELEMENT.IN（需要手工生成）

程序输出的数据文件：

DATA.OUT

（4）数据文件格式：

需读入的模型基本信息文件BASIC.IN的格式如下表

需读入的节点信息文件NODE.IN的格式如下表

需读入的单元信息文件ELEMENT.IN的格式如下表

输出结果文件DATA.OUT格式如下表

[算例原始数据和程序分析]：

（1）模型基本信息文件BASIC.IN的数据为

1,4,6,5,3

1.,0.,1.

1,1,0,2,1,0,4,1,1,5,0,1,6,0,1

1,-0.5,-1.5,3.,-1.,-1,6,-0.5,-0.5

（2）手工准备的节点信息文件NODE.IN的数据为

1 0.0 2.0

2 0.0 1.0

3 1.0 1.0

4 0. 0.

5 1.0 0.

6 2.0 0.

（3）手工准备的单元信息文件ELEMENT.IN的数据为

1 2 3 3 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1

2 4 5 5 0 0 0 0 1 1 1 1 0 2

5 3 2 2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 3

3 5 6 6 0 0 0 0 1 1 1 1 0

4 （4）源程序文件chengxu.for为：

PROGRAM FEM2D

DIMENSION IJK_ELE(500,3),X(500),Y(500),IJK_U(50,3),P_IJK(50,3), &RESULT_N(500),AK(500,100)

D IMENSION STS_ELE(500,3),STS_ND(500,3)

OPEN(4,FILE='BASIC.IN')

OPEN(5,FILE='NODE.IN')

OPEN(6,FILE='ELEMENT.IN')

OPEN(8,FILE='DATA.OUT')

OPEN(9,FILE='FOR_POST.DAT')

READ(4,*)ID,N_ELE,N_NODE,N_BC,N_LOAD

IF(ID.EQ.1)WRITE(8,20)

IF(ID.EQ.2)WRITE(8,25)

20 FORMAT(/5X,'=========PLANE STRESS PROBLEM========')

25 FORMAT(/5X,'=========PLANE STRAIN PROBLEM========')

CALL READ_IN(ID,N_ELE,N_NODE,N_BC,N_BAND,N_LOAD,PE,PR,PT,

& IJK_ELE,X,Y,IJK_U,P_IJK)

CALL BAND_K(N_DOF,N_BAND,N_ELE,IE,N_NODE,

& IJK_ELE,X,Y,PE,PR,PT,AK)

CALL FORM_P(N_ELE,N_NODE,N_LOAD,N_DOF,IJK_ELE,X,Y,P_IJK,

& RESULT_N)

CALL DO_BC(N_BC,N_BAND,N_DOF,IJK_U,AK,RESULT_N)

CALL SOLVE(N_NODE,N_DOF,N_BAND,AK,RESULT_N)

CALL CAL_STS(N_ELE,N_NODE,N_DOF,PE,PR,IJK_ELE,X,Y,RESULT_N,

& STS_ELE,STS_ND)

c to putout a data file

WRITE(9,70)REAL(N_NODE),REAL(N_ELE)

70 FORMAT(2f9.4)

WRITE(9,71)(X(I),Y(I),RESULT_N(2*I-1),RESULT_N(2*I),

& STS_ND(I,1),STS_ND(I,2),STS_ND(I,3),I=1,N_NODE)

71 FORMAT(7F9.4)

WRITE(9,72)(REAL(IJK_ELE(I,1)),REAL(IJK_ELE(I,2)),

&REAL(IJK_ELE(I,3)),REAL(IJK_ELE(I,3)),

&STS_ELE(I,1),STS_ELE(I,2),STS_ELE(I,3),I=1, N_ELE)

72 FORMAT(7f9.4)

CLOSE(4)

CLOSE(5)

CLOSE(6)

CLOSE(8)

CLOSE(9)

E ND

c to get the original data in order to model the problem

SUBROUTINE READ_IN(ID,N_ELE,N_NODE,N_BC,N_BAND,N_LOAD,PE,PR,

&PT,IJK_ELE,X,Y,IJK_U,P_IJK)

DIMENSION IJK_ELE(500,3),X(N_NODE),Y(N_NODE),IJK_U(N_BC,3), & P_IJK(N_LOAD,3),NE_ANSYS(N_ELE,14)

REAL ND_ANSYS(N_NODE,3)

READ(4,*)PE,PR,PT

READ(4,*)((IJK_U(I,J),J=1,3),I=1,N_BC)

READ(4,*)((P_IJK(I,J),J=1,3),I=1,N_LOAD)

READ(5,*)((ND_ANSYS(I,J),J=1,3),I=1,N_NODE)

READ(6,*)((NE_ANSYS(I,J),J=1,14),I=1,N_ELE)

DO 10 I=1,N_NODE

X(I)=ND_ANSYS(I,2)

Y(I)=ND_ANSYS(I,3)

10 CONTINUE

DO 11 I=1,N_ELE

DO 11 J=1,3

IJK_ELE(I,J)=NE_ANSYS(I,J)

11 CONTINUE

N_BAND=0

DO 20 IE=1,N_ELE

DO 20 I=1,3

DO 20 J=1,3

IW=IABS(IJK_ELE(IE,I)-IJK_ELE(IE,J))

IF(N_BAND.LT.IW)N_BAND=IW

20 CONTINUE

N_BAND=(N_BAND+1)*2

IF(ID.EQ.1) THEN

ELSE

PE=PE/(1.0-PR*PR)

PR=PR/(1.0-PR)

END IF

R ETURN

END

C to form the stiffness matrix of element

SUBROUTINE FORM_KE(IE,N_NODE,N_ELE,IJK_ELE,X,Y,PE,PR,PT,AKE) DIMENSION IJK_ELE(500,3),X(N_NODE),Y(N_NODE),BB(3,6),DD(3,3), & AKE(6,6), SS(6,6)

CALL CAL_DD(PE,PR,DD)

CALL CAL_BB(IE,N_NODE,N_ELE,IJK_ELE,X,Y,AE,BB)

DO 10 I=1,3

DO 10 J=1,6

SS(I,J)=0.0

DO 10 K=1,3

10 SS(I,J)=SS(I,J)+DD(I,K)*BB(K,J)

DO 20 I=1,6

DO 20 J=1,6

AKE(I,J)=0.0

DO 20 K=1,3

20 AKE(I,J)=AKE(I,J)+SS(K,I)*BB(K,J)*AE*PT

RETURN

END

c to form bande

d global stiffness matrix

SUBROUTINE BAND_K(N_DOF,N_BAND,N_ELE,IE,N_NODE,IJK_ELE,X,Y,PE,

& PR,PT,AK)

DIMENSION IJK_ELE(500,3),X(N_NODE),Y(N_NODE),AKE(6,6),AK(500,100) N_DOF=2*N_NODE

DO 40 I=1,N_DOF

DO 40 J=1,N_BAND

40 AK(I,J)=0

DO 50 IE=1,N_ELE

CALL FORM_KE(IE,N_NODE,N_ELE,IJK_ELE,X,Y,PE,PR,PT,AKE)

DO 50 I=1,3

DO 50 II=1,2

IH=2*(I-1)+II

IDH=2*(IJK_ELE(IE,I)-1)+II

DO 50 J=1,3

DO 50 JJ=1,2

IL=2*(J-1)+JJ

IZL=2*(IJK_ELE(IE,J)-1)+JJ

IDL=IZL-IDH+1

IF(IDL.LE.0) THEN

ELSE

AK(IDH,IDL)=AK(IDH,IDL)+AKE(IH,IL)

END IF

50 CONTINUE

RETURN

END

c to calculate the area of element

SUBROUTINE CAL_AREA(IE,N_NODE,IJK_ELE,X,Y,AE)

DIMENSION IJK_ELE(500,3),X(N_NODE),Y(N_NODE)

I=IJK_ELE(IE,1)

J=IJK_ELE(IE,2)

K=IJK_ELE(IE,3)

XIJ=X(J)-X(I)

YIJ=Y(J)-Y(I)

XIK=X(K)-X(I)

YIK=Y(K)-Y(I)

AE=(XIJ*YIK-XIK*YIJ)/2.0

RETURN

END

c to calculate the elastic matrix of element

SUBROUTINE CAL_DD(PE,PR,DD)

DIMENSION DD(3,3)

DO 10 I=1,3

DO 10 J=1,3

10 DD(I,J)=0.0

DD(1,1)=PE/(1.0-PR*PR)

DD(1,2)=PE*PR/(1.0-PR*PR)

DD(2,1)=DD(1,2)

DD(2,2)=DD(1,1)

DD(3,3)=PE/((1.0+PR)*2.0)

RETURN

END

c to calculate the strain-displacement matrix of element SUBROUTINE CAL_BB(IE,N_NODE,N_ELE,IJK_ELE,X,Y,AE,BB)

DIMENSION IJK_ELE(500,3),X(N_NODE),Y(N_NODE),BB(3,6)

I=IJK_ELE(IE,1)

J=IJK_ELE(IE,2)

K=IJK_ELE(IE,3)

DO 10 II=1,3

DO 10 JJ=1,3

10 BB(II,JJ)=0.0

BB(1,1)=Y(J)-Y(K)

BB(1,3)=Y(K)-Y(I)

BB(1,5)=Y(I)-Y(J)

BB(2,2)=X(K)-X(J)

BB(2,4)=X(I)-X(K)

BB(2,6)=X(J)-X(I)

BB(3,1)=BB(2,2)

BB(3,2)=BB(1,1)

BB(3,3)=BB(2,4)

BB(3,4)=BB(1,3)

BB(3,5)=BB(2,6)

BB(3,6)=BB(1,5)

CALL CAL_AREA(IE,N_NODE,IJK_ELE,X,Y,AE)

DO 20 I1=1,3

DO 20 J1=1,6

20 BB(I1,J1)=BB(I1,J1)/(2.0*AE)

RETURN

END

c to form the global loa

d matrix

SUBROUTINE FORM_P(N_ELE,N_NODE,N_LOAD,N_DOF,IJK_ELE,X,Y,P_IJK,

& RESULT_N)

DIMENSION IJK_ELE(500,3),X(N_NODE),Y(N_NODE),P_IJK(N_LOAD,3),

& RESULT_N(N_DOF)

DO 10 I=1,N_DOF

10 RESULT_N(I)=0.0

DO 20 I=1,N_LOAD

II=P_IJK(I,1)

RESULT_N(2*II-1)=P_IJK(I,2)

20 RESULT_N(2*II)=P_IJK(I,3)

RETURN

END

c to deal with BC(u) (here only for fixe

d displacement) using "1-0" method SUBROUTINE DO_BC(N_BC,N_BAND,N_DOF,IJK_U,AK,RESULT_N)

DIMENSION RESULT_N(N_DOF),IJK_U(N_BC,3),AK(500,100)

DO 30 I=1,N_BC

IR=IJK_U(I,1)

DO 30 J=2,3

IF(IJK_U(I,J).EQ.0)THEN

ELSE

II=2*IR+J-3

AK(II,1)=1.0

RESULT_N(II)=0.0

DO 10 JJ=2,N_BAND

10 AK(II,JJ)=0.0

DO 20 JJ=2,II

20 AK(II-JJ+1,JJ)=0.0

END IF

30 CONTINUE

RETURN

END

c to solve the bande

d FEM equation by GAUSS elimination

SUBROUTINE SOLVE(N_NODE,N_DOF,N_BAND,AK,RESULT_N)

DIMENSION RESULT_N(N_DOF),AK(500,100)

DO 20 K=1,N_DOF-1

IF(N_DOF.GT.K+N_BAND-1)IM=K+N_BAND-1

IF(N_DOF.LE.K+N_BAND-1)IM=N_DOF

DO 20 I=K+1,IM

L=I-K+1

C=AK(K,L)/AK(K,1)

IW=N_BAND-L+1

DO 10 J=1,IW

M=J+I-K

10 AK(I,J)=AK(I,J)-C*AK(K,M)

20 RESULT_N(I)=RESULT_N(I)-C*RESULT_N(K)

RESULT_N(N_DOF)=RESULT_N(N_DOF)/AK(N_DOF,1)

DO 40 I1=1,N_DOF-1

I=N_DOF-I1

IF(N_BAND.GT.N_DOF-I-1)JQ=N_DOF-I+1

IF(N_BAND.LE.N_DOF-I-1)JQ=N_BAND

DO 30 J=2,JQ

K=J+I-1

30 RESULT_N(I)=RESULT_N(I)-AK(I,J)*RESULT_N(K)

40 RESULT_N(I)=RESULT_N(I)/AK(I,1)

WRITE(8,50)

50 FORMAT(/12X,'* * * * * RESULTS BY FEM2D * * * * *',//8X,

&'--DISPLACEMENT OF NODE--'//5X,'NODE NO',8X,'X-DISP',8X,'Y-DISP') DO 60 I=1,N_NODE

60 WRITE(8,70) I,RESULT_N(2*I-1),RESULT_N(2*I)

70 FORMAT(8X,I5,7X,2E15.6)

RETURN

END

c calculate the stress components of element an

d node

SUBROUTINE CAL_STS(N_ELE,N_NODE,N_DOF,PE,PR,IJK_ELE,X,Y,RESULT_N,

&STS_ELE,STS_ND)

DIMENSION IJK_ELE(500,3),X(N_NODE),Y(N_NODE),DD(3,3),BB(3,6),

&SS(3,6),RESULT_N(N_DOF),DISP_E(6)

DIMENSION STS_ELE(500,3),STS_ND(500,3)

WRITE(8,10)

10 FORMAT(//8X,'--STRESSES OF ELEMENT--')

CALL CAL_DD(PE,PR,DD)

DO 50 IE=1,N_ELE

CALL CAL_BB(IE,N_NODE,N_ELE,IJK_ELE,X,Y,AE,BB)

DO 20 I=1,3

DO 20 J=1,6

SS(I,J)=0.0

DO 20 K=1,3

20 SS(I,J)=SS(I,J)+DD(I,K)*BB(K,J)

DO 30 I=1,3

DO 30 J=1,2

IH=2*(I-1)+J

IW=2*(IJK_ELE(IE,I)-1)+J

30 DISP_E(IH)=RESULT_N(IW)

STX=0

STY=0

TXY=0

DO 40 J=1,6

STX=STX+SS(1,J)*DISP_E(J)

STY=STY+SS(2,J)*DISP_E(J)

40 TXY=TXY+SS(3,J)*DISP_E(J)

STS_ELE(IE,1)=STX

STS_ELE(IE,2)=STY

STS_ELE(IE,3)=TXY

50 WRITE(8,60)IE,STX,STY,TXY

60 FORMAT(1X,'ELEMENT NO.=',I5/18X,'STX=',E12.6,5X,'STY=',

&E12.6,2X,'TXY=',E12.6)

c the following part is to calculate stress components of node

WRITE(8,55)

55 FORMAT(//8X,'--STRESSES OF NODE--')

DO 90 I=1,N_NODE

A=0.

B=0.

C=0.

II=0

DO 70 K=1,N_ELE

DO 70 J=1,3

IF(IJK_ELE(K,J).EQ.I) THEN

II=II+1

A=A+STS_ELE(K,1)

B=B+STS_ELE(K,2)

C=C+STS_ELE(K,3)

END IF

70 CONTINUE

STS_ND(I,1)=A/II

STS_ND(I,2)=B/II

STS_ND(I,3)=C/II

WRITE(8,75)I,STS_ND(I,1),STS_ND(I,2),STS_ND(I,3)

75 FORMAT(1X,'NODE NO.=',I5/18X,'STX=',E12.6,5X,'STY=',

&E12.6,2X,'TXY=',E12.6)

90 CONTINUE

RETURN

END

c FEM2D programm end

[算例结果]：

chengxu.for所输出的数据文件DATA.OUT数据内容如下：

=========PLANE STRESS PROBLEM========

* * * * * RESULTS BY FEM2D * * * * *

--DISPLACEMENT OF NODE--

NODE NO X-DISP Y-DISP

1 .000000E+00 -.525275E+01

2 .000000E+00 -.225275E+01

3 -.108791E+01 -.137363E+01

4 .000000E+00 .000000E+00

5 -.824176E+00 .000000E+00

6 -.182418E+01 .000000E+00

--STRESSES OF ELEMENT--

ELEMENT NO.= 1

STX=-.108791E+01 STY=-.300000E+01 TXY= .439560E+00

ELEMENT NO.= 2

STX=-.824176E+00 STY=-.225275E+01 TXY= .000000E+00

ELEMENT NO.= 3

STX=-.108791E+01 STY=-.137363E+01 TXY= .307692E+00

ELEMENT NO.= 4

STX=-.100000E+01 STY=-.137363E+01 TXY=-.131868E+00

--STRESSES OF NODE--

NODE NO.= 1

STX=-.108791E+01 STY=-.300000E+01 TXY= .439560E+00

NODE NO.= 2

STX=-.100000E+01 STY=-.220879E+01 TXY= .249084E+00

NODE NO.= 3

STX=-.105861E+01 STY=-.191575E+01 TXY= .205128E+00

NODE NO.= 4

STX=-.824176E+00 STY=-.225275E+01 TXY= .000000E+00

NODE NO.= 5

STX=-.970696E+00 STY=-.166667E+01 TXY= .586081E-01

NODE NO.= 6

STX=-.100000E+01 STY=-.137363E+01 TXY=-.131868E+00

[结论与体会]:

通过本次的课程设计，我对有限元的概念有了更加深刻的理解，同时也弥补了平时学习是疏忽的地方，充实了有限元知识。通过编程及对chengxu.for的调试进一步巩固了FORTRAN语言知识，也锻炼了自我，使自己在学习工作中更具耐心、细心。

[参考数目]：

《FORTRAN语言》清华大学出版社谭浩强，田淑清

《弹性力学》高等教育出版社徐芝纶

《有限元分析及其应用》清华大学曾攀

matlab期末大作业

电气学科大类 Modern Control Systems Analysis and Design Using Matlab and Simulink Title: Automobile Velocity Control Name: 巫宇智 Student ID: U200811997 Class：电气0811

电气0811 巫宇智 Catalogue Preface (3) The Design Introduction (4) Relative Knowledge (5) Design and Analyze (6) Compare and Conclusion (19) After design (20) Appendix (22) Reference (22)

Automobile Velocity Control 1.Preface: With the high pace of human civilization development, the car has been a common tools for people. However, some problems also arise in such tendency. Among many problems, the velocity control seems to a significant challenge. In a automated highway system, using the velocity control system to maintain the speed of the car can effectively reduce the potential danger of driving a car and also will bring much convenience to drivers. This article aims at the discussion about velocity control system and the compensator to ameliorate the preference of the plant, thus meets the complicated demands from people. The discussion is based on the simulation of MATLAB. Key word: PI controller, root locus

matlab有限元分析实例

MATLAB: MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人，控制系统等领域。 MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室），软件主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。 MATLAB有限元分析与应用:

《MATLAB有限元分析与应用》是2004年4月清华大学出版社出版的图书，作者是卡坦，译者是韩来彬。内容简介：《MATLAB有限元分析与应用》特别强调对MATLAB的交互应用，书中的每个示例都以交互的方式求解，使读者很容易就能把MATLAB用于有限分析和应用。另外，《MATLAB有限元分析与应用》还提供了大量免费资源。《MATLAB有限元分析与应用》采用当今在工程和工程教育方面非常流行的数学软件MATLAB来进行有限元的分析和应用。《MATLAB有限元分析与应用》由简单到复杂，循序渐进地介绍了各种有限元及其分析与应用方法。书中提供了大量取自机械工程、土木工程、航空航天工程和材料科学的示例和习题，具有很高的工程应用价值。

春MATLAB仿真期末大作业

MATLAB仿真期末大作业姓名：班级：学号：指导教师：

2012春期末大作业题目：设单位负反馈控制系统前向通道传递函数由)()(21s G s G 和串联，其中： ) 1(1)()(21++==s A s G s K s G A 表示自己学号最后一位数（可以是零），K 为开环增益。要求：（1）设K=1时，建立控制系统模型，并绘制阶跃响应曲线（用红色虚线，并标注坐标和标题）；求取时域性能指标，包括上升时间、超调量、调节时间、峰值时间；（2）在第（1）问中，如果是在命令窗口绘制阶跃响应曲线，用in1或者from workspace 模块将命令窗口的阶跃响应数据导入Simulink 模型窗口，用示波器显示阶跃响应曲线；如果是在Simulink 模型窗口绘制阶跃响应曲线，用out1或者to workspace 模块将Simulink 模型窗口的阶跃响应数据导入命令窗口并绘制阶跃响应曲线。（3）用编程法或者rltool 法设计串联超前校正网络，要求系统在单位斜坡输入信号作用时，速度误差系数小于等于0.1rad ，开环系统截止频率s rad c /4.4''≥ω，相角裕度大于等于45度，幅值裕度大于等于10dB 。

仿真结果及分析：（1）、（2）、将Simulink模型窗口的阶跃响应数据导入命令窗口并绘制阶跃响应曲线通过在Matlab中输入命令： >> plot(tout,yout,'r*-') >> title('阶跃响应曲线') 即可得出系统阶跃响应曲线，如下：求取该控制系统的常用性能指标：超调量、上升时间、调节时间、峰值时间的程序如下： G=zpk([],[0,-1],5)。 S=feedback(G,1)。

Matlab有限元分析操作基础

Matlab 有限元分析20140226 为了用Matlab 进行有限元分析，首先要学会Matlab 基本操作，还要学会使用Matlab 进行有限元分析的基本操作。 1. 复习：上节课分析了弹簧系统 x 推导了系统刚度矩阵 11221 21200k k k k k k k k -????-????--+??

2. Matlab有限元分析的基本操作（1）单元划分（选择何种单元，分成多少个单元，标号）（2）构造单元刚度矩阵（列出…）（3）组装系统刚度矩阵（集成整体刚度矩阵）（4）引入边界条件（消除冗余方程）（5）解方程（6）后处理（扩展计算）

3. Matlab有限元分析实战【实例1】

分析：步骤一：单元划分

步骤二：构造单元刚度矩阵 >>k1=SpringElementStiffness(100) >>…?

步骤三：构造系统刚度矩阵 a) 分析SpringAssemble库函数function y = SpringAssemble(K,k,i,j) % This function assembles the element stiffness % matrix k of the spring with nodes i and j into the % global stiffness matrix K. % function returns the global stiffness matrix K % after the element stiffness matrix k is assembled. K(i,i) = K(i,i) + k(1,1); K(i,j) = K(i,j) + k(1,2); K(j,i) = K(j,i) + k(2,1); K(j,j) = K(j,j) + k(2,2); y = K; b) K是多大矩阵？今天的系统刚度矩阵是什么？因为 11 22 1212 k k k k k k k k - ?? ?? - ????--+ ?? 所以 1000100 0200200 100200300 - ?? ?? - ?? ?? -- ?? ？

电机学matlab仿真大作业报告

. 基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真实验报告

一、实验内容及目的 1.1 单相变压器的效率和外特性曲线 1.1.1 实验内容一台单相变压器，N S =2000kVA, kV kV U U N N 11/127/21=，50Hz ，变压器的参数和损耗为008.0* ) 75(=C k o R ，0725.0*=k X ，kW P 470=，kW P C KN o 160)75(=。 (1)求此变压器带上额定负载、)(8.0cos 2滞后=?时的额定电压调整率和额定效率。 (2)分别求出当0.1,8.0,6.0,4.0,2.0cos 2=?时变压器的效率曲线，并确定最大效率和达到负载效率时的负载电流。 (3)分析不同性质的负载（),(8.0cos 0.1cos ),(8.0cos 222超前，滞后===???）对变压器输出特性的影响。 1.1.2 实验目的（1）计算此变压器在已知负载下的额定电压调整率和额定效率（2）了解变压器效率曲线的变化规律（3）了解负载功率因数对效率曲线的影响（4）了解变压器电压变化率的变化规律（5）了解负载性质对电压变化率特性的影响 1.1.3 实验用到的基本知识和理论（1）标幺值、效率区间、空载损耗、短路损耗等概念（2）效率和效率特性的知识（3）电压调整率的相关知识 1.2串励直流电动机的运行特性 1.2.1实验内容一台16kw 、220V 的串励直流电动机，串励绕组电阻为0.12Ω，电枢总电阻为0.2Ω。电动势常数为.电机的磁化曲线近似的为直线。其中为比例常数。假设电枢电流85A 时，磁路饱和(为比较不同饱和电流对应的效果，饱和电流可以自己改变）。

matlab 大作业

上海电力学院通信原理Matlab仿真实验报告实验名称： 8QAM误码率仿真试验日期： 2014年 6月3日专业：通信工程姓名：罗侃鸣班级： 2011112班学号： 20112272

一、实验要求写MATLAB程序，对图示的信号星座图完成M=8的QAM通信系统Monte Carlo仿真，在不同SNRindB=0：15时，对N=10000（3比特）个符号进行仿真。画出该QAM系统的符号误码率。二、实验原理 1 QAM调制原理 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)正交幅度调制技术，是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有8QAM，16QAM，64QAM。 QAM调制实际上就是幅度调制和相位调制的组合，相位+ 幅度状态定义了一个数字或数字的组合。QAM的优点是具有更大的符号率，从而可获得更高的系统效率。通常由符号率确定占用带宽。因此每个符号的比特（基本信息单位）越多，频带效率就越高。调制时，将输入信息分成两部分：一部分进行幅度调制；另一部分进行相位调制。对于星型8QAM信号，每个码元由3个比特组成，可将它分成第一个比特和后两个个比特两部分。前者用于改变信号矢量的振幅，后者用于差分相位调制，通过格雷编码来改变当前码元信号矢量相位与前一码元信号矢量相位之间的相位差。 QAM是一种高效的线性调制方式，常用的是8QAM，16QAM，64QAM等。当随着M 的增大，相应的误码率增高，抗干扰性能下降。 2 QAM星座图 QAM调制技术对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图。QAM的星座图呈现星状分

期末大作业报告

期末大作业报告课程名称：数字图像处理设计题目：车牌识别学院：信息工程与自动化学院专业：计算机科学与技术年级：xxxxx 学生姓名：xxxxxxx（学号xxxxxxxxxxxxx）指导教师：xxxx 日期：20XX.6.10 教务处制车牌识别摘要:数字图像处理技术是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科，随着图像处理理论和方法的进一步完善，使得数字图像处理技术在各个领域得到了广泛应用，并显示出广阔的应用前景。MATLAB既是一种直观、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台。它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。根据它提供的500多个数学和工程函数，工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程以完成各自的计算。MATLAB中集成了功能强大的图像处理工具箱。由于MA TLAB语言的语法特征与C语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式，而且这种语言可移植性好、可扩展性强，再加上其中有丰富的图像处理函数，所以MA TLAB在图像处理的应用中具有很大的优势。车牌识别技术是智能交通系统的重要组成部分，在近年来得到了很大的发展。本文从预处理、边缘检测、车牌定位、字符分割、字符识别五个方面，具体介绍了车牌自动识别的原理。并用MATLAB软件编程来实现每一个部分,最后识别出汽车牌照。关键词:车牌识别、数字图像处理、MATLAB

一、设计原理车辆牌照识别系统的基本工作原理为：将摄像头拍摄到的包含车辆牌照的图像通过视频卡输入到计算机中进行预处理，再由检索模块对牌照进行搜索、检测、定位，并分割出包含牌照字符的矩形区域，然后对牌照字符进行二值化并将其分割为单个字符，然后输入JPEG或BMP 格式的数字，输出则为车牌号码的数字。牌照自动识别是一项利用车辆的动态视频或静态图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术。其硬件基础一般包括触发设备、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机等，其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。某些牌照识别系统还具有通过视频图像判断车辆驶入视野的功能称之为视频车辆检测。一个完整的牌照识别系统应包括车辆检测、图像采集、牌照识别等几部分。当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元，采集当前的视频图像。牌照识别单元对图像进行处理，定位出牌照位置，再将牌照中的字符分割出来进行识别，然后组成牌照号码输出。二、设计步骤 1. 提出总体设计方案: （1）车牌图像预处理方法因为车牌图像都是在室外拍摄的，所以不可避免地会受到光照、气候等因素的影响，而且拍摄者的手部抖动与车辆的移动会造成图像的模糊。要去除这些干扰就得先对车牌图像进行预处理。由于当前数码相机的像素较高，原始图像的数据一般比较大，输入的彩色图像包含大量颜色信息，会占用较多的存储空间，且处理时也会降低系统的执行速度。因此对图像进行识别等处理时，常将彩色图像转换为灰度图像，以加快处理速度。对图像进行灰度化处理后常用的方法是图像二值化、去除背景图像、增强处理、边缘检测、滤波等处理等。

《有限元基础教程》_【MATLAB算例】3.3.7(2)__三梁平面框架结构的有限元分析(Beam2D2Node)

【MA TLAB 算例】3.3.7(2) 三梁平面框架结构的有限元分析 (Beam2D2Node) 如图3-19所示的框架结构，其顶端受均布力作用，结构中各个截面的参数都为：113.010Pa E =?，746.510I m -=?，426.810A m -=?。试基于MA TLAB 平台求解该结构的节点位移以及支反力。图3-19 框架结构受一均布力作用解答：对该问题进行有限元分析的过程如下。（1）结构的离散化与编号将该结构离散为3个单元，节点位移及单元编号如图3-20所示，有关节点和单元的信息见表3-5。（a ）节点位移及单元编号

（b）等效在节点上的外力图3-20 单元划分、节点位移及节点上的外载（2）各个单元的描述首先在MA TLAB环境下，输入弹性模量E、横截面积A、惯性矩I和长度L，然后针对单元1，单元2和单元3，分别二次调用函数Beam2D2Node_ElementStiffness，就可以得到单元的刚度矩阵k1(6×6)和k2(6×6)，且单元2和单元3的刚度矩阵相同。 >> E=3E11; >> I=6.5E-7; >> A=6.8E-4; >> L1=1.44; >> L2=0.96; >> k1=Beam2D2Node_Stiffness(E,I,A,L1); >> k2=Beam2D2Node_Stiffness(E,I,A,L2); （3）建立整体刚度方程将单元2和单元3的刚度矩阵转换成整体坐标下的形式。由于该结构共有4个节点，则总共的自由度数为12，因此，结构总的刚度矩阵为KK(12×12)，对KK清零，然后两次调用函数Beam2D2Node_Assemble进行刚度矩阵的组装。 >> T=[0,1,0,0,0,0;-1,0,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0;0,0,0,0,1,0;0,0,0,-1,0,0;0,0,0,0,0,1] ; >> k3=T'*k2*T; >> KK=zeros(12,12); >> KK=Beam2D2Node_Assemble(KK,k1,1,2);

matlab机电系统仿真大作业

一曲柄滑块机构运动学仿真 1、设计任务描述通过分析求解曲柄滑块机构动力学方程，编写matlab程序并建立Simulink 模型，由已知的连杆长度和曲柄输入角速度或角加速度求解滑块位移与时间的关系，滑块速度和时间的关系，连杆转角和时间的关系以及滑块位移和滑块速度与加速度之间的关系，从而实现运动学仿真目的。 2、系统结构简图与矢量模型下图所示是只有一个自由度的曲柄滑块机构，连杆与长度已知。图2-1 曲柄滑块机构简图设每一连杆（包括固定杆件）均由一位移矢量表示，下图给出了该机构各个杆件之间的矢量关系图2-2 曲柄滑块机构的矢量环

3．匀角速度输入时系统仿真 3.1 系统动力学方程系统为匀角速度输入的时候，其输入为输出为；。 (1) 曲柄滑块机构闭环位移矢量方程为: (2)曲柄滑块机构的位置方程 (3)曲柄滑块机构的运动学方程通过对位置方程进行求导，可得由于系统的输出是与，为了便于建立A*x=B形式的矩阵，使x=[], 将运动学方程两边进行整理，得到将上述方程的v1与w3提取出来，即可建立运动学方程的矩阵形式 3.2 M函数编写与Simulink仿真模型建立 3.2.1 滑块速度与时间的变化情况以及滑块位移与时间的变化情况仿真的基本思路：已知输入w2与，由运动学方程求出w3和v1，再通过积分，即可求出与r1。（1）编写Matlab函数求解运动学方程将该机构的运动学方程的矩阵形式用M函数compv（u）来表示。设r2=15mm，r3=55mm，r1（0）=70mm，。其中各个零时刻的初始值可以在Simulink模型的积分器初始值里设置

M函数如下： function[x]=compv(u) %u(1)=w2 %u(2)=sita2 %u(3)=sita3 r2=15; r3=55; a=[r3*sin(u(3)) 1;-r3*cos(u(3)) 0]; b=[-r2*u(1)*sin(u(2));r2*u(1)*cos(u(2))]; x=inv(a)*b; （2）建立Simulink模型 M函数创建完毕后，根据之前的运动学方程建立Simulink模型，如下图：图3-1 Simulink模型同时不要忘记设置r1初始值70，如下图：图3-2 r1初始值设置

《科学计算与MATLAB》期末大作业

杭州电子科技大学信息工程学院《科学计算与MATLAB》期末大作业

给出程序、图、作业分析，程序需加注释。 1. 试编写名为fun.m 的MATLAB 函数，用以计算下述的值： ?? ? ??-<->=t t n t t t n t f 的)4/sin()(si 对所有)4/sin(其他情况)sin(的)4/sin()(si 对所有)4/sin()(ππππ 绘制t 关于函数f(t)的图形，其中t 的取值范围为ππ66≤≤-t ，间距为10/π。 function y=fun()%定义函数 % t=-6*pi:pi/10:6*pi; %定义变量范围 y = (sin(pi/4)).*(sin(t)>sin(pi/4))+(sin(-pi/4)).*(sin(t)=sin(-pi/4)));%函数表示 plot(t,y); %画图 end

2.解以下线性方程组 ??? ??=+=++=--3 530 42231 321321x x x x x x x x A=[2 -1 -1;1 1 4;3 0 5];%输入矩阵 B=[2;0;3]; %输入矩阵 X = A\B %计算结果 3.已知矩阵? ? ??? ???? ???=44434241 3433323124232221 14131211A 求： (1)A(2:3,2:3) (2)A(:,1:2) (3)A(2:3,[1,3]) (4)[A,[ones(2,2)；eye(2)]]

A=[11 12 13 14;21 22 23 24;31 32 33 34;41 42 43 44];%输入矩阵A(2:3,2:3) %输出矩阵 A(:,1:2) %输出矩阵 A(2:3,[1,3]) %输出矩阵 [A,[ones(2,2);eye(2)]] %输出矩阵

(完整版)有限元大作业matlab---课程设计例子

有限元大作业程序设计学校：天津大学院系：建筑工程与力学学院专业：01级工程力学姓名：刘秀学号：\\\\\\\\\\\ 指导老师：

连续体平面问题的有限元程序分析 [题目]：如图所示的正方形薄板四周受均匀载荷的作用，该结构在边界上受正向分布压力， m kN p 1=，同时在沿对角线y 轴上受一对集中压力，载荷为2KN ，若取板厚1=t ，泊松比0=v 。 [分析过程]：由于连续平板的对称性，只需要取其在第一象限的四分之一部分参加分析，然后人为作出一些辅助线将平板“分割”成若干部分，再为每个部分选择分析单元。采用将此模型化分为4个全等的直角三角型单元。利用其对称性，四分之一部分的边界约束，载荷可等效如图所示。

[程序原理及实现]：用FORTRAN程序的实现。由节点信息文件NODE.IN和单元信息文件ELEMENT.IN，经过计算分析后输出一个一般性的文件DATA.OUT。模型基本信息由文件为BASIC.IN生成。该程序的特点如下：问题类型：可用于计算弹性力学平面问题和平面应变问题单元类型：采用常应变三角形单元位移模式：用用线性位移模式载荷类型：节点载荷，非节点载荷应先换算为等效节点载荷材料性质：弹性体由单一的均匀材料组成约束方式：为“0”位移固定约束，为保证无刚体位移，弹性体至少应有对三个自由度的独立约束方程求解：针对半带宽刚度方程的Gauss消元法

输入文件：由手工生成节点信息文件NODE.IN，和单元信息文件ELEMENT.IN 结果文件：输出一般的结果文件DATA.OUT 程序的原理如框图：

电机大作业(MATLAB仿真-电机特性曲线)

电机大作业专业班级：电气XXXX 姓名：XXX 学号：XXX 指导老师：张威

一、研究课题（来源：教材习题 4-18 ） 1. 74 、R 2 0.416 、X 2 3.03 、R m 6. 2 X m 75 。电动机的机械损耗p 139W,额定负载时杂散损耗p 320W, 试求额定负载时的转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效率。二、编程仿真根据T 形等效电路: 3D - R Q 运用MATLAB 进行绘图。MATLAB 文本中，P N PN ，U N UN ，尺 R 1， X 1 X1 , R 2 R 2，X 2 X 2，R m Rm, X m Xm ，p pjixiesunh ao ， p pzasansunhao 。定子电流I11，定子功率因数 Cosangle1，电磁转矩Te ，效率 Xiaolv 。 1.工作特性曲线绘制 MATLA 文本： R1=0.715;X 仁1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesu nhao=139; pzasa nsu nhao=320;p=2;m 仁 3; ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50; Z1=R1+j*X1; Zm=Rm+j*Xm; for i=1:2500 s=i/2500; nO=n s*(1-s); Z2=R2/s+j*X2; Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2); 有一台三相四极的笼形感应电动机，参数为P N 17kW 、U N 380V (△联 Rm 结）、尺 0. 715 、X j lcr S

U1=UN; I1=U1/Z; l110=abs(l1); An gle 仁an gle(ll); Cosa ngle10=cos(A ngle1); P仁3*U1*l110*Cosa ngle10; l2=l1*Zm/(Zm+Z2); Pjixie=m1*(abs(I2))A2*(1-s)/s*R2; V=(1-s)*pi*fN; Te0=Pjixie/V; P20=Pjixie-pjixies un hao-pzasa nsun hao; Xiaolv0=P20/P1; P2(i)=P20; n (i)=n0; l11(i)=l110; Cosa ngle1(i)=Cosa ngle10; Te(i)=Te0; Xiaolv(i)=Xiaolv0; hold on; end figure(1) plot(P2, n); xlabel('P2[W]');ylabel(' n[rpm]'); figure(2) plot(P2,l11); xlabel('P2[W]');ylabel('l1[A]'); figure(3) plot(P2,Cosa nglel); xlabel('P2[W]');ylabel('go nglvyi nshu'); figure(4) plot(P2,Te); xlabel('P2[W]');ylabel('Te[Nm]'); figure(5) plot(P2,Xiaolv); xlabel('P2[W]');ylabel('xiaolv');

MATLAB期末大作业模板

MATLAB应用技术期末大作业专业：姓名：学号：分数

一、在一个图形窗口中以子图形式同时绘制正弦、余弦、正切、余切曲线。请写下完整代码，展示图形结果。（请标注题图和坐标轴，用不同颜色和不同线型分别绘制以上曲线）。（15分）二、某公司员工的工资计算方法如下。（1）工作时数超过120小时者，超过部分加发15%。（2）工作时数低于60小时者，扣发700元。（3）其余按每小时84元发。根据员工的工时数，计算应发工资。请写下完整的程序代码，并任意输入一工时数（使用input 函数），将结果展示（使用disp 函数）利用该代码进行计算工资，请写下计算结果。（15分）三、编写一个函数文件，使其能够产生如下的分段函数： ?? ? ??≥<<≤-=66225.0,25.05.15.0)(x x x x x x f 请编写完整的函数文件（保存函数文件名为hanshu.m ），并编写脚本文件代码，任意输入x 值（使用input 函数），在脚本文件中调用函数文件求)(x f ，展示结果（使用disp 函数），请写下计算结果。（15分）四、将5个学生的6门功课的成绩存入矩阵P 中，进行如下处理：（1）分别求每门课的最高分、最低分及相应学生的序号。（2）分别求每门课的平均分和标准差。（3）5门课总分的最高分、最低分及相应学生序号。（4）将5门课总分按从大到小顺序存入score 中，相应学生序号存入num 。请将各小题的运行代码完整写下来，并写下运行结果。（20分）五、请利用所学的MATLAB 知识，自主设计一个图形用户界面，请完整记录它的设计过程，需提供文字、代码和图片，以充分说明设计的图形用户界面可实现

Matlab有限元分析操作基础共11页

Matlab有限元分析20140226 为了用Matlab进行有限元分析，首先要学会Matlab基本操作，还要学会使用Matlab进行有限元分析的基本操作。 1. 复习：上节课分析了弹簧系统 x 推导了系统刚度矩阵

3. Matlab有限元分析实战【实例1】

分析：步骤一：单元划分

>>k1=SpringElementStiffness(100)

a) 分析SpringAssemble库函数 function y = SpringAssemble(K,k,i,j) % This function assembles the element stiffness % matrix k of the spring with nodes i and j into the % global stiffness matrix K. % function returns the global stiffness matrix K % after the element stiffness matrix k is assembled. K(i,i) = K(i,i) + k(1,1); K(i,j) = K(i,j) + k(1,2); K(j,i) = K(j,i) + k(2,1); K(j,j) = K(j,j) + k(2,2); y = K; b) K是多大矩阵？今天的系统刚度矩阵是什么？因为 11 22 1212 k k k k k k k k - ?? ?? - ????--+ ?? 所以 1000100 0200200 100200300 - ?? ?? - ????-- ??？

运动控制MATLAB仿真

大作业: 直流双闭环调速MATLAB仿真运动控制技术课程名称：名：姓电气学院院：学自动化业：专号：学孟濬指导教师： 2012年6月2日

------------------------------------- -------------学浙大江李超一、Matlab仿真截图及模块功能描述 Matlab仿真截图如下，使用Matlab自带的直流电机模型：模块功能描述： ⑴电机模块（Discrete DC_Machine）：模拟直流电机 ⑵负载转矩给定（Load Torque）：为直流电机添加负载转矩 ⑶Demux：将向量信号分离出输出信号 ⑷转速给定（Speed Reference）：给定转速 ⑸转速PI调节（Speed Controller）：转速PI调节器，对输入给定信号与实际信号

的差值进行比例和积分运算，得到的输出值作为电流给定信号。改变比例和积分运算系数可以得到不同的PI控制效果。 ⑹电流采样环节（1/z）：对电流进行采样，并保持一个采样周期 ⑺电流滞环调节（Current Controller）：规定一个滞环宽度，将电流采样值与给定值进行对比，若：采样值＞给定值+0.5*滞环宽度，则输出0；若：采样值＜给定值—0.5*滞环宽度，则输出1；若：给定值—0.5*滞环宽度＜采样值＜给定值+0.5*滞环宽度，则输出不变输出值作为移相电压输入晶闸管斩波器控制晶闸管触发角：根据输入电压改变晶闸管触发角，从而改变电机端电压。GTO⑻晶闸管斩波．⑼续流二极管D1：在晶闸管关断时为电机续流。 ⑽电压传感器Vd：测量电机端电压 ⑾示波器scope：观察电压、电流、转速波形系统功能概括如下：直流电源通过带GTO的斩波器对直流电机进行供电，输出量电枢电流ia和转速wm通过电流环和转速环对GTO的通断进行控制，从而达到对整个电机较为精确的控制。下面对各个部分的功能加以详细说明：（1）直流电机双击电动机模块，察看其参数：

基于matlab的有限元法分析平面应力应变问题刘刚

姓名：刘刚学号：15 平面应力应变分析有限元法 Abstruct:本文通过对平面应力/应变问题的简要理论阐述，使读者对要分析的问题有大致的印象，然后结合两个实例，通过MATLAB软件的计算，将有限元分析平面应力/应变问题的过程形象的展示给读者，让人一目了然，快速了解有限元解决这类问题的方法和步骤！一.基本理论有限元法的基本思路和基本原则以结构力学中的位移法为基础，把复杂的结构或连续体看成有限个单元的组合，各单元彼此在节点出连接而组成整体。把连续体分成有限个单元和节点，称为离散化。先对单元进行特性分析，然后根据节点处的平衡和协调条件建立方程，综合后做整体分析。这样一分一合，先离散再综合的过程，就是把复杂结构或连续体的计算问题转化简单单元分析与综合问题。因此，一般的有限揭发包括三个主要步骤：离散化单元分析整体分析。二.用到的函数 1. LinearTriangleElementStiffness(E,NU,t,xi,yi,xj,yj,xm,ym,p) (K k I f) (k u) (k u A) (E NU t) 三.实例例1.考虑如图所示的受均布载荷作用的薄平板结构。将平板离散化成两个线性三角元，假定E=200GPa，v=，t=0.025m,w=3000kN/m. 1.离散化 2.写出单元刚度矩阵

通过matlab 的LinearTriangleElementStiffness 函数，得到两个单元刚度矩阵1k 和2k ，每个矩阵都是6 6的。 >> E=210e6 E = >> k1=LinearTriangleElementStiffness(E,NU,t,0,0,,,0,,1) k1 = +006 * Columns 1 through 5 0 0 0 0 0 0 0 0 Column 6 >> NU= NU = >> t= t = >> k2=LinearTriangleElementStiffness(E,NU,t,0,0,,0,,,1)

华科matlab大作业

MATLAB语言、控制系统分析与设计大作业升降压斩波电路MATLAB仿真专业：电气工程及其自动化班级：设计者：学号：评分：华中科技大学电气与电子工程学院 2016 年1月

评分栏

目录一、引言 (4) 二、电路设计与仿真 (4) 三、仿真结果及分析 (7) 四、深入讨论 (10) 五、总结 (10) 六、参考资料 (11)

升降压斩波电路MATLAB 仿真一．引言 Buck/Boost 变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器，其主电路与Buck 或Boost 变换器所用元器件相同，也有开关管、二极管、电感和电容构成。与Buck 和Boost 电路不同的是，电感L 在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压相反。开关管也采用PWM 控制方式。Buck/Boost 变换器也有电感电流连续喝断续两种工作方式，在此只讨论电感电流在连续状态下的工作模式。二．电路设计与仿真 1、电路原理当可控开关V 处于通态时，电源E 经V 向电感L 供电使其储存能量，此时电流为i1。同时，电容C 维持输出电压基本恒定并向负载R 供电。此后，使V 关断，电感L 中储存的能量向负载L 释放，电流为i2。负载电压极性为上正下负，与电源电压极性相反。稳态时，一个周期T 内电感L 两端电压UL 对时间积分为零，即当V 处于通态期间，UL=E ；而当V 处于断态期间，UL=-Uo 。于是所以，输出电压为 =?dt T L U off o on t U Et =E E t T t E t t U on on off on o α α -=-== 1

matlab综合大作业(附详细答案)

m a t l a b综合大作业(附详细答案) 标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

《MATLAB语言及应用》期末大作业报告1．数组的创建和访问（20分，每小题2分）： 1)利用randn函数生成均值为1，方差为4的5*5矩阵A；实验程序：A=1+sqrt(4)*randn(5) 实验结果： A = 2)将矩阵A按列拉长得到矩阵B；实验程序：B=A(:) 实验结果： B =

3)提取矩阵A的第2行、第3行、第2列和第4列元素组成2*2的矩阵C；实验程序：C=[A(2,2),A(2,4);A(3,2),A(3,4)] 实验结果： C = 4)寻找矩阵A中大于0的元素；] 实验程序：G=A(find(A>0)) 实验结果： G = 5)求矩阵A的转置矩阵D；实验程序：D=A' 实验结果： D = 6)对矩阵A进行上下对称交换后进行左右对称交换得到矩阵E；实验程序：E=flipud(fliplr(A)) 实验结果： E =

7)删除矩阵A的第2列和第4列得到矩阵F；实验程序：F=A; F(:,[2,4])=[] 实验结果： F = 8)求矩阵A的特征值和特征向量；实验程序：[Av,Ad]=eig(A) 实验结果：特征向量Av = + - + - - + + - 特征值Ad = 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9)求矩阵A的每一列的和值；实验程序：lieSUM=sum(A) 实验结果： lieSUM = 10)求矩阵A的每一列的平均值；实验程序：average=mean(A) 实验结果： average = 2．符号计算（10分，每小题5分）： 1)求方程组20,0 uy vz w y z w ++=++=关于,y z的解；实验程序：S = solve('u*y^2 + v*z+w=0', 'y+z+w=0','y,z'); y= S. y, z=S. z

MATLAB大作业

安阳工学院专业课课程大作业课程名称（中文） MATLAB编程应用成绩姓名黄红伟班级通信工程学号 201002030060 日期 2012年12月23日

数字基带传输系统的仿真实现［摘要］：MATLAB 语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件 ,它可以将声音文件变换为离散的数据文件 , 然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据 ,如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等 , 信号处理是MATLAB 重要应用的领域之一。数字通信系统有两种主要的通信模式:数字频带传输通信系统，数字基带传输通信系统。数字基带传输系统指不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，常用于传输距离不太远的情况下。本次大作业通过分析数字基带信号传输的特性，运用数值仿真的方法，对数字基带传输系统作了模拟。［关键词］：MATLAB；数字基带传输系统 1.背景介绍 20世纪60年代出现了数字传输技术，它采用了数字信号来传递信息，从此通信进入了数字化时代。目前，通信网已基本实现数字化，在我国公众通信网中传输的信号主要是数字信号。数字通信技术的应用越来越广泛，例如数字移动通信、数字卫星通信、数字电视广播、数字光纤通信、数字微波通信、数字视频通信、多媒体通信等等。数字通信系统主要的两种通信模式:数字频带传输通信系统，数字基带传输通信系统。数字基带信号指未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。数字基带传输系统指不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，常用于传输距离不太远的情况下。研究数字基带传输系统的原因：实际中，基带传输不如频带传输应用广泛，但对基带传输的研究仍有非常重要的意义。这是因为：第一，数字基带系统在近程数据通信系统中广泛采用；第二，数字基带系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题；第三，随着数字通信技术的发展，基带传输这种方式也有迅速发展的趋势，它不仅用于低速数据传输，而且还用于高速数据传输；第四，在理论上，任何一个线性调制的频带传输系统，总是可以有一个等效的基带载波调制系统所替代。因此，很有必要对基带传输系统进行综合系统的分析。 2.仿真理论基础 MA TLAB工具有很强的仿真能力可以仿真NR码、NRZ码、AMI码、PAM码等各种编码及分析其功率谱。同时可以仿真通信系统的应用。这里先简单介绍下仿真的理论基础。 2.1.时域抽样和频域抽样若信号函数s(t)为定义在时间区间（-∞，+∞）上的连续函数，按区间[-T/2，T/2]截短为ST（t）,再对ST（t）按时间间隔?t均匀取样，取样点数：N（t）=T/?t；仿真时用这个样值函数来表示S（t）。如果信号的最高频率为fH，那么必须有fH 〈〈0.5/?t,设为Bs，Bs=0.5/?t 称为仿真系统的系统带宽。若信号s(t)的频谱S（f）为定义在频率区间（-∞，+∞）上的连续函数，按区间[-Bs，Bs]截断S（f），然后?f均匀取样。N（t）=2 Bs /?f=N；?f=1/T如果仿真程序设定的频域采样间隔是?f，那么就不能仿真截断时间1/?f的信号。2.2.频域分析函数t2f的功能是作傅立叶变换格式：X=t2f（x）函数f2t的功能是作傅立叶反变换格式：x=t2f（X）其中x是时域信号x（t）的截短抽样取得的取样值矢量。X是傅立叶X（f）的取样值矢量。 2.2.取样判决和误码率的测量对于基带系统的研究，误码率是一个非常重要的概念，也是评价系统好坏的重要参数。在用matlab仿真系统中，在模拟实际的条件下，达到理想的误码率是我们的目标。

MATLAB期末作业(MATLAB应用)

Matlab在汽车振动分析中的应用 XXX （昆明理工大学交通工程学院，昆明650500）摘要：在明确汽车振动的产生原因及其危害的基础上，对汽车振动进行了理论分析、MATLAB编程计算以及试验研究。结果表明：将MATLAB强大的数据处理和可视化技术应用于汽车振动分析与控制中，既可以验证理论分析的结果，又可以预测汽车响应，具有很高的实用价值。关键字：MATLAB 汽车振动激励阻尼自由度 1 汽车振动的产生原因及其危害机械振动是一种特殊形式的运动，激励、质量、弹性和阻尼是振动系统的四大要素。如果把汽车作为一个系统来研究，汽车本身就是一个具有质量、弹簧和阻尼的振动系统。由于汽车内部各部分的固有频率不同，汽车在行驶中常因路面不平、车速和运动方向的变化，车轮、发动机和传动系统的不平衡，以及齿轮的冲击等各种外部和内部的激振作用而极易产生整车和局部的强烈振动。汽车的这种振动使汽车的动力性得不到充分的发挥，使经济性变坏。同时，还要影响汽车的通过性、操纵稳定性和平顺性，使乘员产生不舒服和疲乏的感觉，甚至损坏汽车的零部件和运载的货物，缩短汽车的使用寿命[1]。因此，研究汽车振动的目的主要有两方面：一是降低振动对汽车零部件的损伤、对汽车使用性能的危害；二是试图利用振动为汽车设计服务，利用振动机理设计制造振动机械以减轻劳动强度，提高工作效率是不乏先例的。 2汽车振动的理论分析 2.1建立振动的力学模型当一个实际振动系统较复杂时，建立的模型越复杂，越接近实际情况，模拟越逼真，但往往使分析困难；相反地，建立模型时，分析越容易，但得到的结果可能不精确，因此，在建立振动系统力学模型中，总是在求得简化表达和逼真模拟二者之间的折衷[2]。振动分析的关键就是：根据研究的内容和要求，把所研究的对象以及外界对它的作用简化为一个既简单又能在动态特性方面与原来的研究对象等效的力学模型。汽车是由多个系统组成的复杂的振动系统，每个系统都存在振动问题。主要包括发动机、传动系统、制动系统、转向系统、悬架系统、车身和车架系统存在的振动问题。研究汽车这样一个复杂的振动系统，要根据所分析的问题进行简化，具体简化方案有以下几种 [3]： 1)当汽车对称于其纵轴线时，汽车车身只有垂直振动和俯仰振动对平顺性影响最大。此时，将汽车简化成如图1a)所示的四个自由度的平面模型，因轮胎阻尼较小，在此予以忽略。在这个模型中，车身质量m2，主要考虑垂直和俯仰两个自由度前、后车轴质量m1f，m1r。有两个垂直自由度。 2)当汽车前、后轴悬架质量分配达到一定值时，前、后悬架系统的垂直振动几乎是独立的。于是可以将汽车进一步简化为如图1b)所示的车身和车轮两个自由度振动系统。 M2：为簧载(车身)质量，m1为非簧载(车轮)质量。分析平顺性时，只考虑两个质量的垂直自由度。